Είμαστε κοντά στο τέλος των μπαταριών;
Ηλιακά κύτταρα συλλέγουν ενέργεια από το φως εσωτερικών χώρων
Είμαστε κοντά στο τέλος των μπαταριών; Μια πρωτοποριακή νέα ηλιακή τεχνολογία υπόσχεται να αλλάξει την καθημερινότητα μας, αφού θα απαλλάξει προσωπικές και οικιακές συσκευές από τις μπαταρίες. Ερευνητές δημιούργησαν νέα ηλιακά κύτταρα τα οποία είναι ικανά να συλλέγουν ενέργεια από το φως εσωτερικών χώρων.
Οι ίδιοι δήλωσαν ότι η ανακάλυψη αυτή έχει ευρείες εφαρμογές και θα μπορούσε να επιτρέψει στους καταναλωτές να τροφοδοτούν συσκευές όπως πληκτρολόγια, συναγερμούς και αισθητήρες χρησιμοποιώντας μόνο το φως του εσωτερικού χώρου, όπως αναφέρει το Live Science.
Στη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 30 Απριλίου στο περιοδικό Advanced Functional Materials, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν περοβσκίτη για τη συλλογή φωτός σε ηλιακά κύτταρα. Το υλικό αυτό χρησιμοποιείται ήδη σε άλλα ηλιακά κύτταρα και προσφέρει σαφή πλεονεκτήματα σε σχέση με τα παραδοσιακά ηλιακά πάνελ με βάση το πυρίτιο. Συγκεκριμένα, σύμφωνα με τη μελέτη, ο περοβσκίτης απορροφά το φως χαμηλής ισχύος του περιβάλλοντος πιο αποτελεσματικά από τις παραδοσιακές μεθόδους, καθιστώντας τον ιδανικό για χρήση σε εσωτερικούς χώρους.
Τα νέα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη ήταν έξι φορές πιο αποδοτικά από τα ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο, διαπίστωσαν οι ερευνητές.
Μακροπρόθεσμα, τα ηλιακά κύτταρα με βάση περοβσκίτη αντιπροσωπεύουν μια πιο βιώσιμη και οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση σε σχέση με τις μπαταρίες, δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Mojtaba Abdi Jalebi, αναπληρωτής καθηγητής ενεργειακών υλικών στο Ινστιτούτο Ανακάλυψης Υλικών του University College London.
«Δισεκατομμύρια συσκευές που απαιτούν μικρές ποσότητες ενέργειας βασίζονται στις μπαταρίες — μια μη βιώσιμη πρακτική. Ο αριθμός αυτός θα αυξηθεί καθώς επεκτείνεται το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of things)», δήλωσε ο Jalebi σε ανακοίνωση.
«Επί του παρόντος, τα ηλιακά κύτταρα που συλλέγουν ενέργεια από το φως εσωτερικών χώρων είναι ακριβά και αναποτελεσματικά. Τα ειδικά σχεδιασμένα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη εσωτερικού χώρου μπορούν να συλλέξουν πολύ περισσότερη ενέργεια από τα παραδοσιακά κύτταρα και είναι πιο ανθεκτικά από άλλα. Αυτή η καινοτομία ανοίγει τον δρόμο για ηλεκτρονικές συσκευές που τροφοδοτούνται από το φως του περιβάλλοντος που υπάρχει ήδη στη ζωή μας», κατέληξε.
Προκλήσεις στη σύνθεση ηλιακών κυττάρων με περοβσκίτη
Ο περοβσκίτης έχει ήδη γίνει ένα δημοφιλές υλικό για χρήση σε ηλιακά κύτταρα, με σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα υλικά με βάση το πυρίτιο. Ωστόσο, ενώ οι εφαρμογές του είναι πολλά υποσχόμενες, το υλικό έχει αρκετά μειονεκτήματα όσον αφορά τη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής.
Ένας βασικός παράγοντας είναι οι «παγίδες» — μικροσκοπικά ελαττώματα στην κρυσταλλική δομή του περοβσκίτη, οι οποίες εμποδίζουν τη ροή του ρεύματος και επιταχύνουν τη φθορά του υλικού.
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές που πραγματοποίησαν τη νέα μελέτη χρησιμοποίησαν ένα συνδυασμό χημικών ουσιών για να μειώσουν τον όγκο αυτών των ελαττωμάτων. Αυτό περιελάμβανε την εφαρμογή χλωριούχου ρουβιδίου, το οποίο «ενθάρρυνε μια πιο ομοιογενή ανάπτυξη» των κρυστάλλων περοβσκίτη και μείωσε την πυκνότητα των παγίδων, ανέφεραν οι ερευνητές στην ανακοίνωση τους.
Δύο άλλες χημικές ουσίες — το DMOAI και το PEACl, και τα δύο οργανικά άλατα αμμωνίου — εφαρμόστηκαν επίσης για να σταθεροποιήσουν δύο τύπους ιόντων (ιωδιούχο και βρωμιούχο) και να αποτρέψουν τον διαχωρισμό τους. Αυτό βοήθησε στην αντιμετώπιση του προβλήματος της μακροπρόθεσμης υποβάθμισης της απόδοσης των ηλιακών κυττάρων, σύμφωνα με τη μελέτη.
Απόδοση και διάρκεια
Αφού βελτίωσαν τα προβλήματα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα ηλιακά κύτταρα μετέτρεπαν το 37,6% του φωτός εσωτερικού χώρου σε ηλεκτρική ενέργεια, υπό φωτισμό έντασης 1.000 lux — περίπου την ποσότητα φωτός που συναντάται σε ένα καλά φωτισμένο γραφείο. Επίσης, η απόδοσή τους διατηρήθηκε στο 92% ακόμα και μετά από 100 ημέρες χρήσης.
Ο Jalebi ανέφερε ότι η ερευνητική ομάδα βρίσκεται ήδη σε συνομιλίες με τη βιομηχανία εμπορικής αξιοποίησης της τεχνολογίας.
«Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτών των κυττάρων είναι ότι έχουν χαμηλό κόστος — χρησιμοποιούν άφθονα υλικά και μπορούν να κατασκευαστούν με απλές διαδικασίες», κατέληξε ο ερευνητής.
Όλα τα viral video εδώ.
